[发明专利]一种多组分玻璃上转换白光光纤照明装置

摘要

本发明公开了一种多组分玻璃上转换白光光纤照明装置，包括980nm泵浦激光器，980nm激光传光光纤，光纤分光与耦合系统，以及螺旋状缠绕的侧面发光多组分玻璃光纤。980nm泵浦光经传输光纤长距离传输后通过光纤分光与耦合系统进入螺旋状缠绕的侧面发光的多组分玻璃光纤的两端。该光纤纤芯为碲酸盐多组分玻璃，包层为以碲酸盐为基质均匀掺杂一种或多种稀土离子为发光中心的多组分玻璃。980nm泵浦光通过折射率反导引的碲酸盐玻璃纤芯传输时会向包层发生均匀泄露，从而激发包层多组分玻璃中的稀土离子，实现上能级转换发光。通过调节泵浦光强度、稀土离子的组分及掺杂含量，使其发出的光形成白光，实现白光均匀输出，达到舒适柔和的照明效果。

主权项

一种多组分玻璃上转换白光光纤照明装置，其特征在于该装置包括：980nm泵浦激光器(1)、980nm激光传输光纤(2)、光纤分光器(3)、3dB功分器(4)、以及多组分玻璃上转换发光光纤(5)；其中，980nm泵浦激光器(1)输出的激光经传输光纤(2)进入光纤分光器(3)，光纤分光器(3)的每一路输出端均由传输光纤(2)级联一个3dB功分器(4)，每一个3dB功分器(4)的两个输出端分别耦合一段多组分玻璃上转换发光光纤(5)的两端，整体成阵列分布于光纤分光器(3)的输出端面；所述的光纤分光器(3)的均分路数是3×n，n为自然数，整体成阵列状分布；所述的多组分玻璃上转换发光光纤(5)每根长为1～1.5m，卷曲成6‑8匝半径r＝2～4cm的螺旋状圆环，环与环之间间隔0.5～1cm，两端各留6～10cm与3dB功分器(4)两个输出端直接连接；所述的多组分玻璃上转换发光光纤(5)包括：包层材料，该包层材料是以碲酸盐为基质均匀掺杂一种或多种稀土离子为发光中心的多组分玻璃，所制备的以碲酸盐为基质的多组分玻璃按摩尔百分比，包含下述组分：Na2O含量12～16％，ZnO含量3～7％，TeO2含量45～55％，PbO含量5～10％，GeO2含量16～22％，ZnF2含量3～7％，上述组分的总和为100％；掺杂可上能级转换发光的为Yb3+、Ho3+、Tm3+、Er3+、Pr3+的一种或多种稀土离子，掺杂比例根据所需白光的亮度、色温或色度进行调整，实现可调谐白光的输出，达到高显色指数的照明；纤芯材料，该纤芯材料是折射率略低于包层的碲酸盐多组分玻璃；涂覆缓冲层，在多组分玻璃上转换发光光纤包层外包覆一层易弯曲、抗老化、抗紫外且在可见光波段无吸收的透明隔离材料或者透明保护材料；包层材料包覆于所述纤芯材料的外周，并且具有比纤芯稍高的折射率，存在模式泄露损耗因子，利用折射率反导引原理，即光在折射率较小的纤芯与折射率较大的包层界面处不再发生全反射而逐渐泄漏到包层中，从而使纤芯中传输的泵浦光逐渐均匀地泄漏到包层中激发包层中的多组分玻璃稀土离子发光中心，进行上能级转换发光。